Problematica alegerii si implementarii solutiilor de sudare robotizata – Partea II

Problematica alegerii si implementarii solutiilor de sudare robotizata – Partea II

Problematica alegerii si implementarii solutiilor de sudare robotizata/automatizata – Partea II

In prezentul articol voi incerca sa realizez o scurta prezentare a principalelor aspecte care pot influenta precizia, fiabilitatea, flexibilitatea si productivitatea unui sistem robotizat de sudare, precum si costurile de utilizare.

O firma care doreste sa aleaga si sa implementeze un sistem robotizat de sudare trebuie sa tina cont de cateva elemente simple insa extrem de importante si anume:

Tehnologia de sudare aleasa trebuie sa fie adecvata tipului de piese aflate in productie, preciziei de prelucrare a imbinarilor si tolerantelor asigurate. De asemenea vor trebui analizate foarte atent calitatea pieselor si productivitatea de care viitorul utilizator are nevoie. In acest scop, inaintea luarii unei decizii cu privire la implementarea unui sistem robotizat, sunt absolut necesare participarea la demonstratii si realizarea de teste din care sa rezulte capabilitatile si eficienta surselor de sudare analizate.

In prezent, datorita dezvoltarii accelerate a tehnologiei, exista o sumendenie de solutii tehnice care acopera intreaga gama de necesitati de productie:

Tehnologii care permit sudarea MAG a tablelor subtiri si imbinarilor cu rost mare, reducand substantial deformatiile termice si necesitatea protectiei la radacina in cazul sudarii tevilor.

Tehnologii care permit sudarea MAG a pieselor cu rost ingust, determinand reducerea unghiului de sanfren in cazul tablelor groase si in acest fel la cresterea productivitatii si scaderea deformatiilor termice.

Tehnologii TIG ce permit sudarea cu mare viteza a tablelor si reduc costurile mari implicate de prelucrarea muchiilor.

Sisteme de sudare multiproces, MIG/MAG si TIG, care permit trecerea facila de la procesul de sudare MIG/MAG la cel TIG prin simpla schimbare a capului de sudare, toate celelalte componente ale sistemului ramanand neschimbate. Acest lucru determina o flexibilitate deoasebita a sistemului in conditii de costuri de implemantare si utilizare extrem de reduse.

Tehnologii de sudare laser.

Tehnologii de sudare cu plasma.

Alegerea robotului trebuie facuta tinand cont de urmatoarele detalii:

Anvelopa de lucru a robotului trebuie sa acopere fara probleme piesele care urmeaza a fi realizate, iar in acest scop exista foarte multe solutii cum ar fi: roboti cu alonja mare, roboti instalati pe coloana tip C cu sau fara utilizarea unei axe Z, roboti instalati pe cale de rulare, roboti cu mai mult de 6 axe, etc.

Robotul trebuie sa fie astfel realizat incat sa reduca la minimum costurile de utilizare; din aceasta cauza sunt foarte importante costurile implicate de operatiile de mentenanta, tipurile de motoare utilizate, tipurile de angrenaje, etc.

Programarea robotului trebuie sa fie cat mai usoara, sa permita modificari rapide si controlul unui numar cat mai mare de variabile. Un avantaj destul de mare il au robotii al caror teach pendant este prevazut cu un joystick sau un mouse 6D care permite pozitionarea rapida a robotului in punctul dorit, reducand astfel semnificativ timpul de programare.

Pentru marirea flexibilitatii sistemului este foarte important ca acesta sa poata fi usor up-gradat ulterior cu diverse axe externe si din aceasta cauza este foarte important sa alegem un robot al carui controler permite acest lucru.

Sistemul de operare si limbajul de programare al robotului joaca si ele un rol foarte important, asigurand atat reducerea timpilor de programare cat si flexibilitatea sistemului si controlul facil al parametrilor de sudare.

In alegerea robotului si a tehnologiei, respectiv a echipamentului de sudare, trebuie sa luam in calcul faptul ca riscurile in implementarea si utilizarea unui sistem robotizat se impart dupa cum urmeaza: circa 5% sunt riscuri care pot sa apara datorita robotului (partea mecanica, actionari, precizie de lucru, etc.), iar un procent de circa 15% sunt riscuri care se datoreaza echipamentului ales si sistemului de programare al robotului si respectiv al echipamentului de sudare.

Accesoriile pentru sudare joaca si ele un rol extrem de important in cadrul unui sistem robotizat, avand o directa influenta asupra flexibilitatii si fiabilitatii sistemului, calitatii cordoanelor de sudura si costurilor de productie.

Exemplele de mai jos sunt menite a prezenta importanta alegerii accesoriilor de sudare:

Este foarte importanta alegerea modului de racire al sistemului de sudare deoarece acest lucru are un impact direct atat aspura costurilor de utilizare cat si a calitatii pieselor sudate. De exemplu in cazul sudarii aluminiului, este foarte importanta racirea cu lichid a tortelor pentru sudarea MIG/MAG respectiv a celor pentru sudarea TIG, pentru a evita incalzirea excesiva a tortei si a zonei de lucru fapt ce va genera ridicarea gazului de protectie si implicit o slaba calitate a imbinarilor sudate. Trebuie tinut cont de faptul ca incepand de la o temperatura de 280 - 300⁰C duzele de contact din cupru si respectiv cele din CuCrZr isi schimba culoarea si bineinteles incep sa-si piarda rapid proprietatile. In plus o buna racire determina si reducerea deformatiilor termice ale tortei de sudare si implicit cresterea preciziei de sudare si reducerea timpilor morti datorati recalibrarii tortelor.

De asemenea, este foarte important ca torta de sudare utilizata sa nu aiba pierderi de gaz si sa aiba cablurile bine protejate pentru o lunga durata de viata.

Pentru a asigura permanent un capat liber al sarmei constant indiferent de miscarile pe care le are de efectuat robotul si de distantele pe care sarma trebuie transportata, au fost dezvoltate solutii precum: sisteme de blocare a sarmei intre operatiile de sudare, sisteme de avans Push-Pull, sisteme de avana Push-Push. Utilizarea de astfel de solutii atrage dupa sine o mult mai buna precizie de sudare si permite reducerea substantiala a problemelor intalnite in cazul accesoriilor clasice.

O buna practica, care atrage dupa sine reducerea substantiala a stocurilor de consumabile, este sa se aleaga atat pentru echipamentele manuale de sudare cat si pentru cele robotizate torte care utilizeaza aceleasi consumabile.

Un alt accesoriu important in cazul aplicatiilor de sudare MIG/MAG este dispozitivul pentru curatarea calotei de gaz si taierea capatului liber al sarmei. Un astfel de dispozitiv este foarte util atat pentru marirea duratei de viata a consumabilelor cat si pentru o mai buna calitate a sudurilor.

Alte dispozitive importante in cadrul unui sistem robotizat de sudare sunt: dispozitivele laser de recalibrare a tortelor, camerele laser pentru urmarirea rostului si ajustarea in timp real a parametrilor de sudare, etc.

Pozitionerele care intra in componenta sistemelor robotizate de sudare sunt un punct foarte sensibil, cu implicatii deosebite atat asupra costurilor initiale de implemantare cat si asupra flexibilitatii si productivitatii sistemului.

Dispozitivele de fixare a pieselor, desi sunt neglijate in majoritatea cazurilor, considerandu-se ca se pot realiza de catre utilizatorul final sau se pot cumpara ulterior, sunt de foarte mare importanta in cadrul unui sistem robotizat de sudare iar discutarea si alegerea lor ar trebui facuta inca din faza de studiu al sistemului, deoarece acest lucru permite atat reducerea costurilor totale de investitie cat si o mult mai rapida si mai ieftina pornire a productiei. Dispozitivele de fixare a pieslor atrag dupa sine circa 80% din problemele pe care le poate intampina utilizatorul in cadrul implementarii si utilizarii unui sistem robotizat de sudare. In ceea ce priveste aceste dispozitive o atentie deosebita trebuie acordata urmatoarelor caracteristici extrem de importante:

Calitatea si repetabilitatea pieselor

Acuratetea de fixare a pieselor in dispozitiv

Acuratetea de pozitionare a sistemului de fixare pe pozitioner

Rigiditatea dispozitivului de fixare

Tolerantele de imbinare ale pieselor

Din aceste motive va recomand ca la studierea unui sistem robotizat de sudare sa luati in calcul urmatoarele aspecte minime care pot determina o alegere optima si un sistem cu un grad ridicat de flexibilitate:

Determinarea productivitatii de care aveti nevoie

Alegerea tehnologiei de sudare in functie de aplicatie, de infrastructura existenta pentru pregatirea componentelor in vederea realizarii imbinarii sudate si de gradul de flexibilitate dorit

Determinarea tipului de pozitionere, numarului de roboti si statiilor de lucru si proiectarea dispozitivelor de fixare a pieselor tinandu-se cont de productivitatea necesara si ciclul de productie pentru o piesa.

Efectuarea unui calcul cat mai exact privitor la ciclul de productie pentru o piesa

In speranta ca aceste informatii vor face cat de cat putina lumina in domeniul amplu si delicat al alegerii si implementarii solutiilor de sudare robotizata va multumesc pentru atentia acordata si va asigur ca in editiile viitoare voi incerca sa va prezint si alte aspecte importante din domeniu.